1. 二氧化硫和氮的氧化物是常用的化工原料，但也是大氣的主要污染物。綜合治理其污染是環(huán)境化學(xué)當(dāng)前的重要研究內(nèi)容之一21世紀(jì)教育網(wǎng)

(1)硫酸生產(chǎn)中，SO₂催化氧化生成SO₃：

2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)

某溫度下，SO₂的平衡轉(zhuǎn)化率(a)與體系總壓強(p)的關(guān)系如右圖所示。根據(jù)圖示回答下列問題：

①將2.0mol SO₂和1.0mol O₂置于10L密閉容器中，反應(yīng)達(dá)平衡后，體系總壓強為0.10MPa。該反應(yīng)的平衡常數(shù)等于_____。

②平衡狀態(tài)由A變到B時．平衡常數(shù)K(A)_______K(B)(填“＞”、“＜”或“＝”)。

(2)用CH₄催化還原NO_x可以消除氮氧化物的污染。例如：

CH₄(g)+4NO₂(g)＝4NO(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)　　 △H＝－574 kJ·mol^－1

CH₄(g)+4NO(g)＝2N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)　　 △H＝－1160 kJ·mol^－1

若用標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48L CH₄還原NO₂至N₂整個過程中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)為______(阿伏加德羅常數(shù)的值用N_A表示)，放出的熱量為______kJ。

(3)新型納米材料氧缺位鐵酸鹽(MFe₂O_x 3＜x＜4，M＝Mn、Co、Zn或Ni＝由鐵酸鹽(MFe₂O₄)經(jīng)高溫還原而得，常溫下，它能使工業(yè)廢氣中的酸性氧化物分解除去。轉(zhuǎn)化流程如圖所示：

請寫出MFe₂O_x分解SO₂的化學(xué)方程式　　　　 　　　　　　　　　　　(不必配平)。

　 [答案](1)①800L·mol^－1　 ②＝ (2)1.60N_A(或1.6N_A)　 173.4 (3)MFe₂O_x+SO₂→MFe₂O₄+S

　 　[解析](1)據(jù)題意當(dāng)容器中總壓強為0.10MPa時，SO₂的平衡轉(zhuǎn)化率為0.80，據(jù)此可計算得出平衡時c(SO₂)=0.040mol·L^－1；c(O₂)=0.020mol·L^－1；c(SO₃)=0.16mol·L^－1。根據(jù)平衡常數(shù)的計算式：K==800L·mol^－1；只要溫度不變，平衡常數(shù)就不改變，在此變化過程中，只有壓強的改變，溫度未發(fā)生變化，故K(A)=K(B)。

　 (2)用標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48LCH₄還原NO₂ 至N₂，4.48LCH₄的物質(zhì)的量為0.20mol，在此過程中CH₄中碳元素的化合價有-4價升高到+4價，轉(zhuǎn)化為CO₂，失去電子的總物質(zhì)的量為0.20mol×8= 1.60mol，故轉(zhuǎn)移電子數(shù)為1.60N_A。由題目給知的熱化學(xué)方程式，根據(jù)蓋斯定律可以得出CH₄還原NO₂至N₂的熱化學(xué)方程式為：CH₄(g)+2NO₂(g)＝N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g)　　 △H＝－867 kJ·mol^－1，則0.2molCH₄反應(yīng)放出的熱量為867 kJ·mol^－1×0.2mol=173.4kJ。

　 (3)此題中反應(yīng)物已知為MFe₂O_X和SO₂，反應(yīng)后生成MFe₂O₄，由MFe₂O_X轉(zhuǎn)化為MFe₂O₄，氧原子數(shù)增加，故SO₂失去氧原子轉(zhuǎn)化為S，反應(yīng)式為：MFe₂O_X+SO₂=MFe₂O₄+S。

[考點分析]平衡常數(shù)、反應(yīng)熱、氧化還原反應(yīng)方程式書寫。

24. ⑴北京奧運會“祥云”火炬燃料是丙烷(C₃H₈)，亞特蘭大奧運會火炬燃料是丙烯(C₃H₆)。

　 ①丙烷脫氫可得丙烯。

　　　 已知：C₃H₈(g)→CH₄(g)+HC≡CH(g)+H₂(g)　 △H₁＝156.6 kJ·mol^-1

　　　 CH₃CH＝CH₂(g)→CH₄(g)+HC≡CH(g)　 △H₂＝32.4 kJ·mol^-1　

　 則相同條件下，反應(yīng)C₃H₈(g)→CH₃CH＝CH₂ (g)+H₂(g)的△H＝　　　　 kJ·mol^-1。

②以丙烷為燃料制作新型燃料電池，電池的正極通入O₂和CO₂，負(fù)極通入丙烷，電解質(zhì)是熔融碳酸鹽。電池反應(yīng)總方程式為　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；放電時，CO₃^2－移

向電池的　　　　　 (填“正”或“負(fù)”)極。

⑵反應(yīng)A(g)+B(g) C(g)+D(g)過程中的能量變化如圖所示，回答下列問題。

　①該反應(yīng)是_______________反應(yīng)(填“吸熱”“放熱”)；

�、谠诜磻�(yīng)體系中加入催化劑，反應(yīng)速率增大，E₁和E₂的變化是：E₁_________，E₂________(填“增大”“減小”“不變”)；

�、鄯磻�(yīng)體系中加入催化劑對反應(yīng)熱是否有影響？_____________，原因是______________

______________________________________________________________________　 ____。

[答案]

⑴　 ①124.2　　 ②C₃H₈+5O₂＝3CO₂+4H₂O　　 負(fù)　　

　 ⑵　 ①放熱　　 ②減小　　 減小

　　　 ③不影響　　 催化劑不改變平衡的移動　

[專題綜合]

23. 紅磷P(s)和Cl₂(g)發(fā)生反應(yīng)生成PCl₃(g)和PCl₅(g)。反應(yīng)過程和能量關(guān)系如圖所示(圖中的△H表示生成1mol產(chǎn)物的數(shù)據(jù))。

根據(jù)右圖回答下列問題：

(1)原子最外層電子均達(dá)到8電子結(jié)構(gòu)的分子是

　 　　　　　　(選填“PCl₃”或“PCl₅”)。

(2)P和Cl₂反應(yīng)生成PCl₃的熱化學(xué)方程式

______　　　　　　　　　　　　　　　　 _。

(3) PCl₅分解成PCl₃和Cl₂的熱化學(xué)方程式__________________　　　　　　 _　　 。

(4)PCl₅與足量水充分反應(yīng)，最終生成兩種酸，其化學(xué)方程式是

________________ ___　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 __。

[答案]

.　　 (1)PCl₃

(2) P(s)+Cl₂(g)₌₌₌ PCl₃(g)；△H＝－306kJ·mol^－1 　

(3) PCl₅(g)₌₌₌PCl₃(g)+Cl₂(g)；△H＝+93kJ·mol^－1　　

(4)PCl₅+4H₂O₌₌₌H₃PO₄+5HCl。

22. 現(xiàn)有A、B、C、D、E、F六種短周期元素，原子序數(shù)依次增大。已知A與D、C與E分別同主族，D、E、F同周期；A、B的最外層電子數(shù)之和與C的最外層電子數(shù)相等，A與C形成的化合物常溫下均為液態(tài)，A分別與E、F形成的氣體分子電子總數(shù)相等。

請回答下列問題：

(1)元素B在周期表中的位置是_____________________，元素D的原子結(jié)構(gòu)示意圖為_________________________。

(2)A、D、E 3種元素形成一種離子化合物，其水溶液呈堿性，試用離子方程式表示該溶液中存在的所有平衡______________________________________

________________________________________________________________。

(3)A₂C比A₂E沸點高的原因是______________________________________。

(4)在一定條件下，A、C的單質(zhì)和A、C、D形成的離子化合物的水溶液可構(gòu)成電池，該電池正極的電極反應(yīng)式為_________________________________，負(fù)極的電極反應(yīng)式為______________________________；該電池在放電過程中，電解質(zhì)溶液的pH將___________(填“增大”、“減小”或“不變”)。

(5)化合物B₂A₄和B₂C₄的液體曾被用作火箭推進(jìn)劑，燃燒反應(yīng)的生成物是一種氣態(tài)單質(zhì)和一種化合物，它們對環(huán)境無污染。1 mol B₂A₄與B₂C₄完全反應(yīng)生成兩種氣體時放出熱量516.8 kJ，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為

_________________________________________________________________。

[答案]

21. 反應(yīng)A(g)+B(g)C(g) +D(g)過程中的能量變化如圖所示，回答下列問題。

(1)該反應(yīng)是____________________反應(yīng)(填“吸熱”“放熱”)；

(2)當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時，升高溫度，A的轉(zhuǎn)化率______(填“增大”“減小”“不變”)，原因是________________________________________________________________________________；

(3)反應(yīng)體系中加入催化劑對反應(yīng)熱是否有影響?_______________，原因是_____________________________。

(4)在反應(yīng)體系中加入催化劑，反應(yīng)速率增大，E₁和E₂的變化是：E₁_____，E₂______(填“增大”“減小”“不變”)。

[答案]

(1)放熱。

(2)減�。辉摲磻�(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度使平衡向逆反應(yīng)方向移動。

(3)不影響；催化劑不改變平衡的移動。

(4)減小、減小。

20. 工業(yè)上制備純硅反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下： SiCl₄(g)+2H₂(g)₌₌₌Si(s)+4HCl(g)；△H＝+QkJ·mol^－1(Q＞0)某溫度、壓強下，將一定量的反應(yīng)物通入密閉容器進(jìn)行以上的反應(yīng)(此條件下為可逆反應(yīng))，下列敘述正確的是(　　 )

A．反應(yīng)過程中，若增大壓強能提高SiCl₄的轉(zhuǎn)化率

B．若反應(yīng)開始時SiCl₄為1mol，則達(dá)到平衡時，吸收熱量為QkJ

C．反應(yīng)至4min時，若HCl的濃度為0.12mol·L^－1，則H₂的反應(yīng)速率為0.03mol/(L·min)

D．當(dāng)反應(yīng)吸收熱量為0.025QkJ時，生成的HCl通入100mL1mol·L^－1的NaOH恰好反應(yīng)

[答案]D

19. 以N_A代表阿伏加德羅常數(shù)，有關(guān)反應(yīng)(　　 )

C₂H₂(g)+O₂(g)→2CO₂(g)+H₂O(l)；ΔH= -1300kJ/mol

下列關(guān)于熱化學(xué)方程式的說法正確的是

A．有5N_A個電子轉(zhuǎn)移時，該反應(yīng)放出1300kJ的能量

B．有N_A個水分子生成且為液體時，吸收1300kJ的能量

C．有4N_A個碳氧共用電子對生成時，放出1300kJ的能量

D．有8N_A個碳氧共用電子對生成時，放出1300kJ的能量

[答案]D

18. 下列說法正確的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (　　 )

A．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，11.2LHCl中含 6.02×10²³個離子

B．△H＜0，△S＞0的化學(xué)反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行

C．pH＝5的鹽酸，稀釋1000倍后，溶液pH約為8

D．溶液，則

[答案]B

17. 下列熱化學(xué)方程式中的ΔH能表示對應(yīng)可燃物質(zhì)燃燒熱的是(　　 )

A．2 CO(g) + O₂(g) ＝ 2 CO₂(g)；ΔH = －566 KJ·mol^-1

B．CH₄(g) + 2 O₂(g) ＝CO₂(g) + 2 H₂O(l)；ΔH = －890 KJ·mol^-1

C．2 H₂(g) + O₂(g) = 2 H₂O(l)；ΔH = －571.6 KJ·mol^-1

D．H₂(g) + Cl₂(g) = 2 HCl(g) ；ΔH = －184.6 KJ·mol^-1

[答案]B

16. 下列表述中正確的是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　(　　 )

A．任何能使熵值減小的過程都能自發(fā)進(jìn)行

B．已知熱化學(xué)方程式2SO₂ (g)+O₂ (g) 　2SO₃ (g)；△H＝－QkJ·mol^－1(Q＞0)，

則將2mol SO₂(g)和1mol O₂(g)置于一密閉容器中充分反應(yīng)后放出QkJ的熱量

C．在Na₂SO₄溶液中加入過量的BaCl₂后，溶液中不存在SO₄^2－

D．1mol NaOH分別和1mol CH₃COOH、1molHNO₃反應(yīng)，后者比前者△H小

[答案]D